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1、2020/9/20,1,第五章：機(jī)械傳動(dòng),帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng),2020/9/20,2,第一節(jié)：帶傳動(dòng),一、帶傳動(dòng)的工作原理及類(lèi)型 二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 三、帶傳動(dòng)的受力分析與打滑現(xiàn)象 四、帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比 五、V型帶及帶輪,2020/9/20,3,一、帶傳動(dòng)的工作原理及類(lèi)型,帶傳動(dòng)的組成 主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳動(dòng)帶。 傳動(dòng)帶按其截面形狀分類(lèi) 平帶、V型帶、圓帶、同步帶。 傳動(dòng)的類(lèi)型 開(kāi)口傳動(dòng)；交叉?zhèn)鲃?dòng)；角度傳動(dòng)。,2020/9/20,4,二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用,適用 通常用于傳遞中小功率；常用于多級(jí)傳動(dòng)中的高速級(jí)；傳動(dòng)比i7，傳動(dòng)效率 =0.940.97。 優(yōu)點(diǎn) 中心距較大的傳動(dòng)；
2、過(guò)載時(shí)，出現(xiàn)打滑，起到過(guò)載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝精度低，成本低。,2020/9/20,5,,缺點(diǎn) 傳動(dòng)裝置尺寸較大； 不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比； 帶的壽命較短； 傳動(dòng)效率較低。,2020/9/20,6,三、帶傳動(dòng)的受力分析與打滑現(xiàn)象,帶傳動(dòng)的受力分析 帶傳動(dòng)的打滑現(xiàn)象 影響圓周力的因素,2020/9/20,7,帶傳動(dòng)的受力分析,F0 F0 O1 O2 F0 F0 a 靜止時(shí)，帶兩邊的拉力都等于初拉力F0,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,8,,n1 F2 F2 n2
3、 Ff O1 O2 Ff F1 F1 a 啟動(dòng)時(shí)，F(xiàn)1-F0=F0-F2 主動(dòng)輪，F(xiàn)2+Ff=F1 從動(dòng)輪， F1=Ff+F2 圓周力，F(xiàn)e=F1-F2,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,9,,啟動(dòng)時(shí)，F(xiàn)1-F0=F0-F2 所以， F0=（F1+F2）/2 （1） 圓周力，F(xiàn)e=Ff=F1-F2 （2） 由（1）式減（2）式，得 F2=F0 - Fe/2 F1=F0+Fe/2,2020/9/20,10,帶傳動(dòng)的打滑現(xiàn)象,因?yàn)椋琍=Fev 若 v
4、 一定，P增大時(shí)，圓周力Fe也增大。但在具體條件下，摩擦力Ff是有一極限值，相應(yīng)的帶傳遞功率P也有一定值。 當(dāng)帶傳遞的功率超過(guò)此定值時(shí)，帶與帶輪將發(fā)生明顯的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為打滑。打滑時(shí)，帶和從動(dòng)輪不能正常轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至完全不動(dòng)，使傳動(dòng)失效。打滑將造成帶的嚴(yán)重磨損。,2020/9/20,11,影響圓周力的因素,根據(jù)歐拉公式：F1=F2ef 圓周力， Fe=Ff=F1-F2 以及 F2=F0 - Fe/2 由上式可知，影響圓周力的因素有： 初始拉力F0、包角、摩擦系數(shù)f。,2020/9/20,12,四、帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)與傳動(dòng)比,帶的彈性滑動(dòng) 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,2
5、020/9/20,13,帶的彈性滑動(dòng),v主v帶v從 ，這是帶傳動(dòng)正常工作時(shí) 固有的特性，無(wú)法避免。 帶的彈性滑動(dòng)就是帶一邊繞行主動(dòng)輪，一邊徐徐向后收縮。,2020/9/20,14,帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,由于彈性滑動(dòng)的影響，從動(dòng)輪的圓周速度 v2 低于主動(dòng)輪的圓周速度 v1 ，其降低量用滑動(dòng)率表示。,2020/9/20,15,,因?yàn)? 所以 若略去，則,2020/9/20,16,五、V型帶及帶輪,V型帶的結(jié)構(gòu) V型帶的型號(hào)和規(guī)格 V型帶輪的材料 V型帶輪的結(jié)構(gòu),2020/9/20,17,第二節(jié)：齒輪傳動(dòng)工作原理,一、齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用 二、傳動(dòng)比和齒廓曲線(xiàn) 三、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓,20
6、20/9/20,18,一、齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用,類(lèi)型 按軸的相對(duì)位置劃分；按齒向劃分；按工作條件劃分。 特點(diǎn)及應(yīng)用 保證恒定的傳動(dòng)比，傳動(dòng)平穩(wěn)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)；不適用于軸間距遠(yuǎn)的傳動(dòng)。,2020/9/20,19,二、傳動(dòng)比和齒廓曲線(xiàn),傳動(dòng)比 o1 a 1 r1 n vk2 K vk1 b C n 2 r2 vk1= 1O1K z vk2 =2 O2K o2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,20,,過(guò)O2
7、作O2Znn，與O1K的延長(zhǎng)線(xiàn)交于Z點(diǎn)，因Kab與KO2Z的對(duì)應(yīng)邊互相垂直，所以KabKO2Z，故有 由上式可得,2020/9/20,21,,又因O1O2ZO1CK故有 由此得到 欲保證傳動(dòng)比i12恒定，O2C/O1C應(yīng)為常數(shù)。,2020/9/20,22,,互相嚙合傳動(dòng)的一對(duì)齒廓，在任一瞬時(shí)的傳動(dòng)比，與連心線(xiàn)被其嚙合齒廓在接點(diǎn)的公法線(xiàn)nn所分的兩線(xiàn)段成反比。 齒廓公法線(xiàn)nn與兩連心線(xiàn)的交點(diǎn)C稱(chēng)為嚙合節(jié)點(diǎn)。 要保持恒定的傳動(dòng)比，則不論齒廓在任何位置接觸，過(guò)接觸點(diǎn)所作的齒廓公法線(xiàn)nn必須與連心線(xiàn)交于定點(diǎn)C。,2020/9/20,23,三、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓,漸開(kāi)線(xiàn)的形成 漸開(kāi)線(xiàn)的性質(zhì) 漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特
8、性,2020/9/20,24,漸開(kāi)線(xiàn)的形成,Fn vk K k rk B k A o rb r,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/20,25,漸開(kāi)線(xiàn)的性質(zhì),1、發(fā)生線(xiàn)長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)， 即 BK=AB； 2、發(fā)生線(xiàn)即為漸開(kāi)線(xiàn)在K點(diǎn)的法線(xiàn)； 3、基圓越大，漸開(kāi)線(xiàn)越平直； 4、基圓以?xún)?nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn)；,,,2020/9/20,26,,5、壓力角k，為漸開(kāi)線(xiàn)上某一點(diǎn)法線(xiàn)與 該點(diǎn)速度方向所夾之銳角。 規(guī)定 中國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角=2
9、0，（在分度圓上的壓力角為之）。,2020/9/20,27,漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的嚙合特性,1、漸開(kāi)線(xiàn)齒廓能保證定傳動(dòng)比 因?yàn)闈u開(kāi)線(xiàn)上任意一點(diǎn)都于基圓相切，所以，過(guò)兩齒廓的接觸點(diǎn)，作兩齒廓的公法線(xiàn)與兩齒輪的連心線(xiàn)交于定點(diǎn)。 常數(shù),2020/9/20,28,,2、 中心距可分性 由于齒輪加工完成后，其基圓半徑已確定。即使在實(shí)際安裝中，使兩輪中心距稍有改變，也不會(huì)影響兩輪的傳動(dòng)比。漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的這一傳動(dòng)特性，稱(chēng)為中心距可分性。 常數(shù),2020/9/20,29,,3、齒廓間正壓力方向不變 過(guò)接觸點(diǎn)齒廓的公法線(xiàn)總是兩基圓的公切線(xiàn)，所以，在嚙合的全
10、過(guò)程中，所有接觸點(diǎn)都在公切線(xiàn)上。稱(chēng)為齒輪傳動(dòng)嚙合線(xiàn)。嚙合線(xiàn)為直線(xiàn)，故齒廓間的正壓力方向保持不變，因而傳動(dòng)平穩(wěn)。,2020/9/20,30,第三節(jié)：直齒圓柱齒輪傳動(dòng),一、漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的 幾何尺寸 二、漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念,2020/9/20,31,一、漸開(kāi)線(xiàn)直齒圓柱齒輪及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸,齒輪的各部分名稱(chēng) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算公式,2020/9/20,32,齒輪的各部分名稱(chēng),da db d df dk o,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,202
11、0/9/20,33,標(biāo)準(zhǔn)齒輪,在分度圓上齒厚 s 等于齒槽寬 e ，且齒頂高系數(shù) ha 與頂隙系數(shù) c 為標(biāo)準(zhǔn)值，以及模數(shù) m 也為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。此時(shí)有,2020/9/20,34,外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算公式,見(jiàn)表14 - 3,2020/9/20,35,二、漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng),正確嚙合條件 標(biāo)準(zhǔn)中心距 漸開(kāi)線(xiàn)齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件,2020/9/20,36,正確嚙合條件,要保證兩對(duì)齒輪能同時(shí)在嚙合線(xiàn)上接觸，必須滿(mǎn)足 即 所以,2020/9/20,37,標(biāo)準(zhǔn)中心距,一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪分度圓相切時(shí)的中心距，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)中心距。用a表示 a = r1+r2 = r
12、1+r2 = m(z1+z2)/2 對(duì)于單一齒輪而言，只有分度圓，而無(wú)節(jié)圓。一對(duì)齒輪嚙合時(shí)，才有節(jié)圓。節(jié)圓與分度圓可能重合，也可能不重合。,2020/9/20,38,漸開(kāi)線(xiàn)齒輪連續(xù)傳動(dòng)的條件,兩對(duì)齒廓嚙合點(diǎn)間的距離B1B2pb基節(jié)，方可保證一對(duì)齒下班時(shí)，另一對(duì)齒已準(zhǔn)時(shí)或提前接班。 漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的重合度： 重合度高，則平穩(wěn)性好，每對(duì)輪齒承受載荷越小。,2020/9/20,39,三、根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)和變位齒輪的概念,漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的切齒方法 根切現(xiàn)象和最少齒數(shù) 變位齒輪的概念,2020/9/20,40,漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的切齒方法,有鑄造、沖壓、熱扎法。而最常用的是切削法，有仿形法和范成法。
13、仿形法：用仿形刀具，逐個(gè)齒槽銑出。 范成法：利用一對(duì)齒輪相互嚙合傳動(dòng)時(shí)，其兩輪齒廓互為包絡(luò)線(xiàn)的原理來(lái)加工齒輪?？赏瑫r(shí)加工多個(gè)齒槽，加工效率高。,2020/9/20,41,根切現(xiàn)象和最少齒數(shù),用范成法加工齒輪時(shí)，如果齒輪的齒數(shù)太少，則刀具的齒頂會(huì)將被切齒輪的齒根漸開(kāi)線(xiàn)切去一部分。這種現(xiàn)象稱(chēng)為根切。 為避免發(fā)生根切現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒數(shù)應(yīng)有一個(gè)最少的限度。這個(gè)齒數(shù)稱(chēng)為最少齒數(shù)，用zmin表示。,2020/9/20,42,,當(dāng)壓力角=20及齒頂高系數(shù)ha=1， zmin =17。 當(dāng)壓力角=20及齒頂高系數(shù)ha=0.8， zmin =14。,2020/9/20,43,變位齒輪的概念,加工出齒數(shù)少于最少齒數(shù)而又不發(fā)生根切的齒輪即為變位齒輪，是非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 是通過(guò)刀具和齒輪坯相對(duì)位置的變位，加工出齒厚不等于齒槽寬的齒輪。,2020/9/20,44,第四節(jié)：輪系,一、輪系的類(lèi)型 二、傳動(dòng)比的計(jì)算,2020/9/20,45,一、輪系的類(lèi)型,定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系 混合輪系,2020/9/20,46,二、傳動(dòng)比的計(jì)算,平面定軸輪系 空間定軸輪系 周轉(zhuǎn)輪系,
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